Аминокислоты – Структурные единицы белка. Классификация аминокислот по структуре радикала. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Значение для организма незаменимых аминокислот.

Транспортные формы липидов. Роль липопротеинов в обмене холестерина.

При гриппе у детей может возникнуть тяжелая гипераммониемия, сопровождающаяся рвотой, потерей сознания, судорогами. Обнаружено, что вирус гриппа может вызывать нарушения синтеза карбамоилфосфатсинтетазы-1. Напишите реакцию, катализируемую этим ферментом в норме. Концентрация каких веществ в крови при этом состоянии увеличивается?

1. Классификация аминокислот

Все встречающиеся в природе аминокислоты обладают общим свойством – амфотерностью (от греч. amphoteros – двусторонний), т.е. каждая аминокислота содержит как минимум одну кислотную и одну основную группы. Общий тип строения α-аминокислот может быть представлен в следующем виде:

Как видно из общей формулы, аминокислоты будут отличаться друг от друга химической природой радикала R, представляющего группу атомов в молекуле аминокислоты, связанную с α-углеродным атомом и не участвующую в образовании пептидной связи при синтезе белка. Почти все α-амино- и α-карбоксильные группы участвуют в образовании пептидных связей белковой молекулы, теряя при этом свои специфические для свободных аминокислот кислотно-основные свойства. Поэтому все разнообразие особенностей структуры и функции белковых молекул связано с химической природой и физико-химическими свойствами радикалов аминокислот. Именно благодаря им белки наделены рядом уникальных функций, не свойственных другим биополимерам, и обладают химической индивидуальностью.

Классификация аминокислот разработана на основе химического строения радикалов. Различают ароматические и алифатические аминокислоты, а также аминокислоты, содержащие серу или гидроксильные группы. Часто классификация основана на природе заряда аминокислоты. Если радикал нейтральный (такие аминокислоты содержат только одну амино- и одну карбоксильную группы), то они называются нейтральными аминокислотами. Если аминокислота содержит избыток амино- или карбоксильных групп, то она называется соответственно основной или кислой аминокислотой.

Современная рациональная классификация аминокислот основана на полярности радикалов (R-групп), т.е. способности их к взаимодействию с водой при физиологических значениях рН (близких к рН 7,0). Различают 5 классов аминокислот, содержащих следующие радикалы: 1) неполярные (гидрофобные); 2) полярные (гидрофильные); 3) ароматические (большей частью неполярные); 4) отрицательно заряженные и 5) положительно заряженные.

Существует около 28 аминокислот. В организме человека многие из них синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми и к ним относятся гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. Аминокислоты, которые синтезируются в печени, являются заменимыми и включают аланин, аргинин, аспарагин, аспартовую кислоту, цитруллин, цистеин, гамма-аминомасляную кислоту, глютамовую кислоту, глютамин, глицин, орнитин, пролин, серии, таурин, тирозин.

Процесс синтеза белков постоянно идет в организме. В случае, когда хоть одна незаменимая аминокислота отсутствует, образование белков приостанавливается. Это может привести к самым различным серьезным проблемам — от нарушения пищеварения до депрессии и замедления роста.

К дефициту аминокислот могут привести нарушение процессов всасывания из желудочно-кишечного тракта, инфекционные заболевания, травмы, стресс, прием некоторых лекарственных препаратов, процесс старения и дисбаланс других питательных веществ в организме (даже если вы потребляете достаточное количество белка).

2. Транспорт липидов.

Ресинтезированные в кишечнике липиды транспортируются в составе хиломикронов с лимфой.Липиды нерастворимы в воде, поэтому они транспортируются в ассоциации с белками.

Липопротеиды – комплексы белков и липидов, транспортная форма липидов в крови. Липиды ЛП: триглицериды, фосфолипиды, холестерин. Белки ЛП – апопротеины отдельных классов ЛП.

Функции апопротеинов - структурная (ЛП), транспортная, секреторная (нужны для секреции ЛП клетками печени и кишечника), необходимы для взаимодействия ЛП с рецепторами, активируют ферменты, участвующие в метаболизме ЛП, придают липидам водорастворимость, апопротеин А1 в ЛПВП активирует ЛХАТ.

Структура липопротеида. Гидрофобное ядро (эфиры холестерина, ТГ) окружено снаружи фосфолипидами, свободным холестерином, апобелками.

Классификация ЛП.

на основании подвижности в электрическом поле: - ХМ остаются на старте, - другие мигрируют к зонам глобулинов: ß-ЛП, пре- ß-ЛП, α-ЛП.

по величине гидратированной плотности (методом ультрацентрифугирования) ЛП делят на ХМ, ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП.

Биологическая роль ЛП. Эндогенные ТГ доставляются в периферические клетки для обеспечения потребности в энергии, а эндогенный холестерин – для биосинтеза мембран.

Состав и свойства липопротеинов.

Хиломикроны транспортируют экзогенные ТГ, холестерин, фосфолипиды пищевые жиры из кишечника в ткани через лимфатическую систему. В энтероцитах синтезируются незрелые ХМ, которые сначала попадают в лимфу, а затем в кровоток. Основной апопротеин ХМ – белок В-48 синтезируется в клетках слизистой кишечника, необходим для формирования структуры ХМ. В крови незрелые ХМ получают от ЛПВП другие апобелки – С- и Е- и превращаются в зрелые ХМ. Первым органом, через который должны пройти ХМ являются лёгкие. При поступлении ХМ из кишечника в кровь происходит активация тучных клеток с выходом гепарина и активацией липопротеинлипазы.

Адсорбтивная липемия - повышение количества липидов в крови, которое наступает после приёма пищи.

Липопротеидлипаза (просветляющий фактор) гидролизует ТАГ в ХМ и ЛПОНП, находится в эндотелии капилляров разных органов, активируется гепарином и увеличением в крови ТАГ. ТАГ хиломикронов расщепляются на поверхности и внутри гепатоцитов, на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани.

ЛПОНП и ЛПВП - секретируются в кровь печенью, где осуществляется их синтез. ЛПНП образуются в кровотоке из ЛПОНП в результате гидролиза части ТГ ЛПОНП липопротеидлипазой.

Судьба ЛПНП. На плазматических мембранах клеток имеются рецепторы к ЛПНП. ЛПНП проникают в клетки, где под влиянием гидролаз лизосом распадаются на составные компоненты, свободный холестерин включается в состав плазматической мембраны или этерифицируется и в виде эфиров откладывается в цитоплазме. Возможен неспецифический эндоцитоз ЛПНП.

ЛПВП выносят холестерин в печень. В печени холестерин окисляется в желчные кислоты и удаляется через кишечник. Окисление холестерина происходит в печени монооксигеназной системой. 7а-гидроксилаза холестерина – лимитирующий фермент. ЛПВП способны акцептировать холестерин с клеточных мембран.

Превращение свободного холестерина в эстерифицированный: холестерин + лецитин → лизолецитин + сложный эфир холестерина. Эфир холестерина образуется на поверхности ЛПВП и переносится в ядро ЛПВП.

Снижение холестерина ЛПВП в плазме крови сопряжено со снижением ЛХАТ, количества частиц ЛПВП, лецитина, апопротеина А1.

Период полураспада. ХМ – меньше часа, ЛПОНП – 2-4 часа, ЛПНП – 2-4 суток, ЛПВП – 5 суток. ЛНП и ЛВП поглощаются путём эндоцитоза клетками печени, кишечника, жировой ткани, почек, надпочечников и разрушаются в лизосомах.

Неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК). Жирные кислоты в плазме крови находятся в эстерифицированной форме: в составе фосфолипидов, эфиров холестерина, моно-, ди-, триглицеридов. В свободном виде жирные кислоты транспортируются в плазме из жировой ткани и печени к скелетным мышцам, в этом случае они связаны с альбумином.

НЭЖК поступают в плазму крови в результате липолиза ТГ, катализируемого липазой в жировой ткани, образуются при действии липопротеидлипазы на ТГ плазмы крови в период перехода их в ткани, жирные кислоты с длиной цепи менее 1о атомов углерода всасываются в неэстерифицированной форме через систему портального кровообращения и поступают в печень (это важно для детей, так как молоко богато жирными кислотами с короткой цепью).

Содержание НЭЖК - у взрослого: 0,3-0,6 ммоль/л, у ребёнка до 2,2 ммоль/л.

Триацилглицериды – транспортная форма для насыщенных жирных кислот. Фосфолипиды и холестерин - транспортная форма для полиненасыщенных жирных кислот.

Функции НЭЖК - дают 50% энергии при голодании, энергетический материал для миокарда, мышц, почек, печени, насыщенные жирные кислоты выполняют энергетическую, а ненасыщенные – пластическую функции.

Ответ. В крови больного повышается Аммиак, глутамин, ион аммония NH₄⁺.

Билет 43.